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02太陽 

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5. 太陽光の分光

(1) NDフィルターを利用した太陽の観察へ戻る

 

(2) フラウンホーファー線へ戻る

 

(3) 影の正体を写すCaKフィルターへ戻る

 

(4) Hα線のフィルターへ戻る

 

(5) Hα線の写真に写るものへ戻る

 

(6)ドップラー効果へ戻る

 

(7)ゼーマン効果

 日の光に差す影の話を、天岩戸の話から進めてきましたが、ついに、これで最後になります。フラウンホーファー線の正体がプロミネンスやスピキュールであり、その波長のシフトがドップラー効果で起きるので、観測対象の視線方向の速度が測れることを(6)で説明しました。その次がいよいよ、もう50年程も昔のことになりますが、私が若いころに研究していたゼーマン効果の話です。

 

 

@ドップラー・シフトとゼーマン・スプリット

 フラウンホーファー線はシフトするだけではなく、いくつかに分かれてスプリットします。そして、その幅は、観測対象が置かれている位置の磁場の強さで変化します。これをゼーマン効果と言います。この効果を使うと、遠く離れた地球から、太陽の表面にある黒点やプロミネンスの磁場の強さが測れます。

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 なんとかして、地磁気の観測で昔取った杵柄を、年を取った今は太陽でと思っています。そのために、ゼーマン効果を自宅で観測する方法を模索していますが、まだ、解決策が思いついていません。その理由は、以下のようなものです。

 

A太陽の磁場を測定する装置

 太陽の磁場を測る装置をソーラーマグネトグラフsolar magneto graphと言いますが、非常に残念なことに、かなり大きな設備が必要になります。詳しい話は省略しますが、概略を書いておくと次の通りです。

 

分光装置

  フラウンホーファー線を太陽全体で測るのではなく、太陽の黒点とか、フィラメントとか、任意の指定した場所で観測しなくてはなりません。ごくわずかなスプリット幅を鮮明に観測するためには、2度分光するなどする必要があり、かなりの光量を必要とします。分光装置はどうしてもかなりの大きさのものが必要になります。その結果分光器は重くなりますので、望遠鏡に取り付けるのではなく、別に設置することになります。

 

望遠鏡

   光量や分解能が必要ですので、口径や焦点距離がある程度の大きさの望遠鏡が必要になります。さらに、屈折式ではなくて、色収差のない反射式のものがこうした用途には適しているのは言うまでもありません。

 

スキャナー

   ある程度の大きさに投影した太陽の像から、スリットをスキャンさせて光を取り込む装置が必要になります。移動するスリットから取り込んだ光を、分光器まで送るメカニズムも必要になります。ピンポイントの磁場を測定するためには、スキャナーを少なくとも縦横の2方向、できれば、360°連続してスキャンできるメカニズムもほしくなります。

 

デジタイザー

   縦横にスキャンしたデータをもとに、2次元にデータを分解するためには、スプリット幅の観測値をデジタル化して、計算処理する必要があります。

 

 こうしたものを、猫の額程の専用庭とベランダに設置して、さらに、洗濯物を干すときには片づけられるようにしなくては、自宅での観測ができません。最近は、人工衛星に乗せられるのですから、さらなる小型軽量化も可能かもしれませんがその費用は、計り知れません。

 

 

 ということで、拙宅から写したマグネトグラムの写真はありません。参考になるページを以下に示しておきます。

 

(1)ゼーマン効果を使った太陽観測の解説や研究については、以下のページを参照してください。

勝川行雄、『太陽磁場を測る』、分光宇宙アルバム、国立天文台

阿南 徹、『偏光分光観測による太陽彩層ジェットの磁場・電場診断』、天文月報、2015/3

桜井 隆、『太陽--磁場で彩られた不思議な星--、天文月報、1995/2

椿 都生夫、『太陽とその活動』Accumu Vol.7-8

清水敏文、『太陽観測衛星「ひので」』JAXA宇宙科学研究所

 

(2) 現在の太陽面の磁場の様子を見たい方は

「観測衛星 ひので」 や

SOHO MDI Magnetogram

で検索してみてください。

 

 

 

 

(8) コロナへ進む

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